DMAについて

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DMAとは、CPUを使わずに、デバイスとメインメモリとの間で高速なデータ転送を行うために 使われるのがDMAと呼ばれています。

各種の装置やメモリがCPUを介することなくデータ転送を行うDMA転送は、 CPUに負荷がかからず、高速にかつ大量のデータを転送できます。

CPUが他の処理を実行中でも、ハードディスクなどとメモリとのデータの やり取りをDMAコントローラが制御するため、CPUの負荷が少なくなり、 処理速度が向上します。

DMAの割り当ては「/proc/dma」を確認できます。

# cat /proc/dma
4: cascade

cascadeとは？？

cascadeは、DMAコントローラ同士を接続していることを意味します。 試験対策では、ここまで覚えておけばOKです。

余裕があれば以下も参考にしてください。

パソコンでは4チャネルを持つDMAコントローラを2つ接続しています。 CPUには一つしか直接接続できないので、DMAコントローラが持っている チャネルの一つをもう一つのDMAコントローラに接続して使ってます。

DMAコントローラ1(CPUに直接接続してるマスタコントローラ)
チャネル1: DMAを利用する機器に接続
チャネル2: DMAを利用する機器に接続
チャネル3: DMAを利用する機器に接続
チャネル4: もう一つのDMAコントローラ(スレーブコントローラ)に接続する←カスケード（cascade）と呼ぶ。

DMAコントローラ2(マスタコントローラを介してCPUに接続してるスレーブコントローラ)
チャネル1: DMAを利用する機器に接続
チャネル2: DMAを利用する機器に接続
チャネル3: DMAを利用する機器に接続
チャネル4: DMAを利用する機器に接続

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I/Oポートアドレス

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コンピュータ内部で、CPUが周辺機器にデータを送受信するために使う 窓口にI/Oポートというものがあります。

Iが「Input」、Oが「Output」で「入出力ポート」とも呼ばれており、 それぞれのI/Oポートは固有のI/Oポートアドレスを持ち、識別されています。

CPUは外部デバイスに直接アクセスせず、中間デバイスであるチップセットを通してデータ交換を行います。 I/Oポートアドレスとは、CPUと外部デバイスがデータ入出力を行うために、マザーボードのチップセット上に置かれているポートのアドレスのことです。

I/Oポートアドレスは16ビット分のアドレスが利用され、通常16進数(0×0000～0xffff)で表記されます。

なお、I/Oポートアドレスの割り当て情報については/proc/ioportsを参照して入手することができます。

では、I/Oアドレスの割り当てを確認します。 以下コマンドにて確認することができます。

# cat /proc/ioports

0000-001f : dma1
0020-0021 : pic1
0040-0043 : timer0
0050-0053 : timer1
0060-006f : keyboard
0070-0077 : rtc
0080-008f : dma page reg
00a0-00a1 : pic2
00c0-00df : dma2
00f0-00ff : fpu
01f0-01f7 : ide0
03c0-03df : vga+
03f6-03f6 : ide0
03f8-03ff : serial
08c0-08df : 0000:00:1f.3
9ca0-9cbf : 0000:00:1d.2
9ca0-9cbf : uhci_hcd
9cc0-9cdf : 0000:00:1d.1
9cc0-9cdf : uhci_hcd
9ce0-9cff : 0000:00:1d.0
9ce0-9cff : uhci_hcd
ac00-acff : 0000:06:05.0
b000-bfff : PCI Bus #05
c000-cfff : PCI Bus #04
d000-dfff : PCI Bus #03
e000-efff : PCI Bus #01
e000-efff : PCI Bus #02
ec00-ecff : 0000:02:08.0
fc00-fc0f : 0000:00:1f.1
fc00-fc07 : ide0

上記のように表示されました。

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IRQ

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IRQとは、CPUがキーボードやマウスなど外部のデバイスと通信 するために使用する割り込み要求のことをいいます。

割り込み要求とは、パソコンのキーボードやマウスがCPUを 呼び出すときに起きるものです。呼び出されたCPUは要求を 受け付けるかどうかを判断して、受け付ける場合は、 現在実行中の処理を中断して要求された処理を優先して行います。

複数のデバイスで同じIRQを重複して使用することはできません。 システムを正常に動作させるには、割り込み番号を各デバイスに 割り当てる必要があります。通常、割り込み番号は自動で割り当て られるが、もし重複した場合はBIOS設定画面などで手動設定します。

IRQ番号は、0～15までの16個が用いられています。 この番号は、CPUが様々な処理をしている時に、割り込みを要求 する際の整理番号になります。マウスやキーボードなど、すぐに 処理の必要な機器に番号が割り当ています。基本的には、自動的に 割り当てられてますが、もし自動で割り当てられなかった場合は、 手動で割り当てる必要があり、このときは重複しないように気を つけなければなりません。

もし同時に要求があった場合には、優先順位の高いほうを先に 処理します。

どのように割り当てられているかを以下を参照してください。

0 システムタイマー
1 キーボード
2 スレーブの割り込みを転送
3 シリアルポート（COM2）
4 シリアルポート（COM1）
5 パラレルポート（LPT2）
6 フロッピーディスクドライブ
7 パラレルポート（LPT1)
8 リアルタイムクロック
9 未使用
10 未使用
11 未使用
12 PS/2マウス
13 数値演算プロセッサ
14 プライマリIDE
15 セカンダリIDE

Linuxでは、以下コマンドで確認できますので 実行して、ちゃんと表示されるかを確認してくださいね。

# cat /proc/interrupts

CPU0
0: 55114925 XT-PIC timer
2: 0 XT-PIC cascade
3: 1168042 XT-PIC eth0
4: 488 XT-PIC uhci_hcd
5: 2759 XT-PIC uhci_hcd
7: 0 XT-PIC uhci_hcd
8: 1 XT-PIC rtc
10: 5 XT-PIC ehci_hcd
14: 1355532 XT-PIC ide0
15: 60 XT-PIC ide1
NMI: 0
LOC: 0
ERR: 0
MIS: 0

以前は割り当てられるIRQは、16個でしたが、最近はマルチプロセッサ環境 に対応した割り込みコントローラであるAPICにより、16個以上割り当て ることが可能となっています。

ネットワーク その2

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Linuxでは、個々のデバイスをネットワークインタフェース名として識別して、 管理しています。IPアドレスなどの通信に必要な情報は、これらのインタフェース名ごと に設定されています。ネットワークの設定や状態は、インタフェース名を指定して 確認します。

インタフェース名は一般に、「eth0」や「wlan」のようにつけられています。

インタフェース名やIPアドレスを確認するには、

ifconfigを実行します。

「eth0」や「lo」などが表示されると思います。

「lo」はループバックアドレスといい、自分自身と通信するインターフェースです。 1台のパソコン内で通信をテストするときはなどに使います。 「127.0.0.1」が割り当てられています。
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